服役RC桥梁承载力可靠度评估研究

论文摘要

桥梁在使用过程中会受到各种外界因素的作用,致使结构承载力可靠度水平随着时间的推移逐渐降低,最终不能满足预定设计功能要求。因此,许多服役桥梁都需要进行评估鉴定,进而为公路桥梁管养单位提供可行的抉择依据,以采取合理的措施进行加固。本论文在借鉴前人研究成果的基础上,对桥梁承载力的可靠度评估方法做了一些探讨和研究,主要研究内容及结论如下:简要介绍了结构可靠度理论及各种计算方法,分析结构抗力衰减的理论模型和简化计算方法;建立了服役RC桥梁考虑荷载和抗力时变效应的承载力可靠度评估模型,同时,提出承载力可靠度评估的计算步骤,实现了桥梁承载力动态可靠度指标的计算。借鉴建筑结构中安全度等级评定规范,展开服役RC桥梁承载力评定标准的研究,提出了一种服役桥梁承载力可靠度评定等级标准,为桥梁可靠性等级评估打下良好基础。以喇嘛湾黄河公路大桥为工程算例,采用桥梁承载力可靠度评估模型,建立主梁正截面抗弯承载能力动态可靠度极限状态方程,进行主梁抗弯承载力动态可靠度的计算,参考本文建立的评估等级标准对其承载力进行等级划分。算例分析表明本文建立的承载力评估模型在实际工程中的应用是可行的。利用ADINA有限元软件,建立喇嘛湾黄河公路大桥上部主梁结构在试验荷载作用下三维实体非线性有限元模型,进行全桥受力仿真分析。计算求得桥梁在不同工况作用下的挠度、应力、应变和自振频率等,通过模拟值与实际检测值的比较,得出桥梁结构的实际承载力,这也反过来验证了桥梁承载力可靠度评估模型及其评估结果的正确性与实用性,为其他类似工程提出可以借鉴的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 桥梁检测评估研究背景
• 1.2 桥梁检测评估的目的和意义
• 1.3 桥梁检测评估研究现状
• 1.3.1 国内外研究现状
• 1.3.2 存在的问题
• 1.4 本论文的研究内容
• 2 桥梁结构可靠度理论
• 2.1 桥梁常用评估方法
• 2.2 结构可靠度基本理论
• 2.2.1 结构可靠度理论基本概念
• 2.2.2 结构可靠度理论核心—可靠度指标
• 2.3 结构可靠度的常用计算方法
• 3 桥梁承载力可靠度评估模型
• 3.1 桥梁荷载概率模型
• 3.2 结构抗力概率模型
• 3.2.1 结构抗力的影响因素
• 3.2.2 抗力主要影响因素的概率模型
• 3.2.3 结构抗力的衰减模型
• 3.2.4 结构抗力衰减的简化计算模型
• 3.3 服役RC桥梁承载力动态可靠度分析
• 3.3.1 桥梁结构的可靠性评估模型
• 3.3.2 桥梁结构动态可靠度实用计算方法
• 3.4 桥梁结构可靠度等级划分
• 3.4.1 结构目标可靠度的确定
• 3.4.2 构件承载能力可靠性等级的划分
• 4 工程算例计算分析
• 4.1 工程概况
• 4.2 定期检测数据
• 4.2.1 常规检测结果
• 4.2.2 承载能力检测数据
• 4.3 基于检测数据的主梁承载力动态可靠度评估
• 4.3.1 主梁承载能力动态可靠指标计算
• 4.3.2 主梁承载力可靠度评估
• 5 基于ADINA的算例有限元分析
• 5.1 概述
• 5.2 有限元模型的建立
• 5.2.1 模型建模策略
• 5.2.2 模型材料本构
• 5.2.3 模型加载控制
• 5.2.4 喇嘛湾大桥有限元模型
• 5.3 模拟值与检测值对比分析
• 5.3.1 挠度结果对比分析
• 5.3.2 应力与应变结果对比分析
• 5.3.3 模态结果对比分析
• 5.4 主梁实际承载力分析
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间已发表的学术论文及科研成果